[发明专利]具有改进的操作的动态压力传感器

说明书

MEMS和/或NEMS压力传感器，位于基板中，包括：固定部分及相对于该固定部分可移动的部分，可移动部分包括能够在压力变化的作用下在传感器平面中移动的敏感元件(108)；应变计(18)，用于检测敏感元件(108)由于压力变化而在传感器平面中的移动；用于驱动敏感元件的电极(24.1，24.2)，所述驱动电极由固定部分及可移动部分部分地支撑，所述驱动电极被设置成自动地控制敏感元件(108)在位置范围内的移动；用于控制驱动电极的装置(C)，该装置被配置成基于应变计发出的信号使驱动电极偏移以自动地控制敏感元件在位置范围内的移动。

技术领域

本发明涉及一种具有改进的操作的压力传感器、特别地涉及一种例如用于制作麦克风的应用的MEMS和/或NEMS压力传感器。

背景技术

文献EP 2 410 767描述了一种例如用于制作麦克风的MEMS动态压力传感器。该压力传感器包括可变形的腔室以接收来自环境的压力变化，该腔室在基板中被制成并且该腔室的壁中的一个壁沿与基板平面平行的方向是可移动的。该压力传感器还包括例如压阻型或电容型的用于检测壁的移动的装置。利用平面内移动的该压力传感器具有使检测部分与对声压敏感的检测壁分离的优点。因此，能够同时进行优化，从而使传感器具有改进的性能。

然而，该压力传感器强制(impose)找到通带和分辨率之间的折衷方案；此外，在麦克风的应用中，工作范围受到检测装置的机械部分的配置的限制，这限制了用于提高分辨率并增加满量程的可能性，该工作范围是可以测量的最大声压(即，在不饱和的情况下麦克风能够记录的声级)和可能测量的最小声压之间的差值。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种利用平面内移动或变形、具有改进的操作的压力传感器。

本发明的目的通过利用平面内移动或变形的压力传感器来实现，该压力传感器包括在压力变化的作用下沿平行于传感器平面的方向可移动或可变形的部分、用于检测可移动部分的移动或变形的检测装置以及用于从动于敏感元件根据检测装置的测量的移动或者变形的装置。

通过实施这种从动，传感器的制造及其操作不再受到现有技术的平面内检测传感器的增益/通带以及机械增益/动态范围的折衷的限制。

优选地，从动装置与检测装置不同。

优选地，从动装置为电容型，但是可替选地，从动装置可以是压电型。

有利地，用于减小敏感元件的机械刚度的装置由静电装置来实施，该静电装置还被称为“用于对敏感元件进行微调的装置”来指代，该微调使得能够大大提高传感器性能。

优选地，在除从动装置之外的情况下，微调装置被实施，电极专用于从动并且电极专用于微调。

在一个特别有利的模式中，敏感元件包括容置从动电极的至少一部分的壳体，因此从动电极在敏感元件的面上施加静电压力，敏感元件的所述面与受待测量的压力变化影响的面不同。因此，驱动电极不会在可移动结构的上游和下游引起水头损失(perte decharge)，上游为施加待测量的声压的一侧，例如大气。从而不会降低传感器的灵敏度。

非常有利地，驱动电极中的至少一个被构造成减少粘性阻尼。

传感器使得压力变化(例如待测量的声压变化)能够制作麦克风。

因此，本发明的一个主题是一种MEMS/NEMS型压力传感器，其位于在被称为传感器平面的平面中延伸的基板中，该压力传感器包括：

-固定部分和相对于固定部分可移动的可移动部分，可移动部分包括能够在压力变化的作用下在传感器平面中移动或者变形的至少一个敏感元件，

-检测装置，用于检测敏感元件由于压力变化而在传感器平面中的移动或者变形，

-第一驱动装置，用于驱动可移动部分，所述第一驱动装置被控制成从动于敏感元件的移动或变形位置，